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M2M 및 IoT 용 SigFox

M2M 및 IoT 용 SigFox

SigFox는 원격 센서, 액추에이터 및 기타 M2M 및 IoT 장치와 같은 장치에 무선 연결을 제공하기 위해 개발 된 셀룰러 스타일, 장거리, 저전력, 낮은 데이터 전송률 형태의 무선 통신입니다.

SigFox 무선 인터페이스는 최소한의 전력을 소비하기 위해 발생하는 모든 통신을 가능하게하도록 개발되었습니다. 이러한 방식으로 원격 장치는 배터리 변경이나 유지 관리 없이도 매우 오랜 기간 동안 배터리 전원으로 실행할 수 있습니다.

이 외에도 M2M 및 IoT 통신은 장거리 통신이 가능하며 SigFox 시스템은 장거리 전송이 가능하도록 설계되어 제한된 수의 기지국을 사용할 수 있습니다.

셀룰러 스타일 접근 방식을 사용하여 원격 SigFox 노드는 인터넷 연결이있는 기지국과 통신 할 수 있으므로 인터넷 연결을 통해 어디서나 원격 제어 및 데이터 수집이 가능합니다.

이러한 방식으로 SigFox는 많은 M2M 및 IoT 애플리케이션에 대해 매우 저렴한 비용으로 네트워크가 적용되는 모든 위치에 낮은 데이터 속도 연결을 제공 할 수 있습니다.

SigFox M2M 응용 분야

SigFox 네트워크 및 기술은 광역 커버리지가 필요한 응용 분야를 가공하는 저비용 기계를 목표로합니다. 이러한 형태의 저비용 무선 통신 기술을 필요로하는 응용 프로그램이 많이 있습니다. SigFox 네트워크를 사용할 수있는 영역은 다음과 같습니다.

  • 가정 및 소비재
  • 에너지 관련 통신-특히 스마트 계량
  • 헬스 케어-특히 개발이 시작된 모바일 헬스 애플리케이션
  • 운송-여기에는 자동차 관리가 포함될 수 있습니다.
  • 원격 모니터링 및 제어
  • 판매 시점, 선반 업데이트 등을 포함한 소매
  • 보안

SigFox 란?

SigFox는 저 처리량 사물 인터넷 및 M2M 애플리케이션을위한 맞춤형 솔루션을 제공하는 셀룰러 스타일 네트워크 사업자를 제공합니다.

스마트 미터에서 장거리 연결이 필요한 노드를 제어하는 ​​애플리케이션의 경우 최근까지 유일한 옵션은 셀룰러 연결을 사용하는 것입니다. 이 옵션은 휴대폰 시스템이 음성 및 높은 데이터 속도에 중점을두기 때문에 몇 가지 단점이 있습니다. 무선 인터페이스가 복잡하고 이는 대부분의 M2M / IoT 애플리케이션에 너무 많은 비용과 전력 소비를 추가하기 때문에 낮은 데이터 전송률 연결에는 적합하지 않습니다.

SigFox 네트워크는 다양한 애플리케이션과 사용자에게 연결을 제공하는 것을 목표로합니다. 한 영역을 겨냥한 것이 아니라 다양한 유형의 사용자가 일반적으로 사용하기위한 것입니다. SIGFOX 네트워크 성능은 다음과 같은 특징이 있습니다.

  • 매일 개체 당 최대 140 개의 메시지
  • 각 메시지의 페이로드 크기는 12 바이트입니다.
  • 초당 최대 100 비트의 무선 처리량

SigFox 무선 액세스 네트워크

IoT 연결에 사용되는 낮은 데이터 속도를 고려하여 SIGFOX 네트워크는 초협 대역, UNB 기술을 사용합니다. 이를 통해 강력한 데이터 연결을 유지하면서 매우 낮은 송신기 전력 레벨을 사용할 수 있습니다.

SigFox 무선 링크는 라이센스가없는 ISM 무선 대역을 사용합니다. 정확한 주파수는 국가 규정에 따라 다를 수 있지만 유럽에서는 868MHz 대역이 사용됩니다. 미국에서는 915MHz입니다. 아시아에서 433MHz.

SigFox 네트워크의 셀 밀도는 농촌 지역과 일반적으로 장애물이 많고 소음이 더 큰 도시 지역에서 약 30 ~ 50km의 평균 범위를 기준으로하며 범위는 3 ~ 10km로 줄어들 수 있습니다. SIGFOX가 시선 메시지가 1000km 이상을 이동할 수 있다고 명시한 실외 노드의 경우 거리가 훨씬 더 높을 수 있지만 일반적인 수치는 이보다 훨씬 적습니다.

전체 SigFox 네트워크 토폴로지는 단순하고 쉽게 롤아웃 할 수있는 스타 기반 셀 인프라를 유지하면서 매우 낮은 에너지 소비로 확장 가능한 고용량 네트워크를 제공하도록 설계되었습니다.

SigFox 작업은 매우 좁은 대역폭 사용을 기반으로합니다. 업 링크와 다운 링크는 서로 다른 특성을 가지고 있습니다.

  • 업 링크 : 업 링크 대역폭은 유럽 지역에서 100Hz에 불과하지만 미국에서는 600Hz가 허용되고 변조 방식은 차동 바이너리 위상 편이 방식 인 DBPSK입니다.

    유럽에서는 업 링크 주파수 가용성이 868.00 ~ 868.60MHz의 주파수로 제한되고 최대 전력은 25mW로 제한됩니다. 또한 유럽 연합은이 통신 시스템과 다른 유사한 통신 시스템의 모든 사용자간에 스펙트럼 사용을 공평하게 공유하기 위해 최대 듀티 사이클을 최대 평균 전송 시간 1 %로 제한했습니다.

  • 다운 링크 : 다운 링크의 경우 채널 대역폭은 1.5kHz이고 GFSK, Gaussian 주파수 편이 키잉이 변조 형식으로 사용됩니다. 이는 600bps의 데이터 속도를 제공합니다.

    다운 링크 주파수 대역은 869.40 ~ 869.65MHz 사이의 주파수로 제한됩니다. 다운 링크의 경우 전력 출력은 10 % 듀티 사이클에서 최대 500mW로 제한됩니다. 다시이 듀티 사이클은 Eu 규정에 의해 제한됩니다.

듀티 사이클 제한은 868MHz 대역을 사용하는 모든 IoT / M2M 유형 애플리케이션에 영향을 주지만 Sigfox 데이터 전송을 제한합니다. 이는 SigFox 패킷의 최대 길이가 24 바이트이고이 중 페이로드 데이터가 최대 12 바이트를 차지할 수 있음을 의미합니다. 따라서 100bps의 데이터 전송률로 각 패킷 전송에 약 2 초가 소요됨을 알 수 있습니다. 또한 SigFox 장치의 각 전송은 의사 난수 시퀀스에서 선택한 3 개의 서로 다른 주파수에서 전송 된 3 개의 패킷으로 구성됩니다. 데이터의 다중 전송은 수신 된 데이터의 무결성을 보장하기 위해 고소됩니다.

초기 버전의 SigFox는 업 링크 전송 만 지원했지만 나중에 시스템은 업 링크 및 다운 링크의 세부 사항에서 볼 수 있듯이 상당한 링크 비대칭이 있음에도 불구하고 양방향 통신을 지원하도록 발전했습니다.

시스템 프로토콜 측면에서 다운 링크 통신, 즉 기지국에서 최종 장치로의 데이터는 업 링크 통신 후에 만 ​​발생할 수 있습니다.

또한 매일 전송되는 메시지의 수가 제한되어있어 데이터 전송률이 낮은 원격 모니터링 노드 등에 이상적인 시스템입니다. 이러한 확인을 고려하여 설정하지 않았지만 시간 및 주파수 다양성을 사용하여 업 링크 통신 신뢰성을 제공합니다. 뿐만 아니라 전송의 중복.

SigFox는 독점 표준이므로 선택한 계획에 따라 매일 다른 수의 메시지가 허용됩니다.

Sigfox 시스템 매개 변수 요약

Sigfox 무선 인터페이스의 주요 수치는 아래 표에 요약되어 있습니다.

Sigfox 시스템의 매개 변수
매개 변수Sigfox 피규어
신호 형식초협 대역, UNB
조정다운 링크 : GFSK
업 링크 DBPSK
다운 링크 채널 대역폭100 / 600Hz (Eu / 미국)
업 링크 채널 대역폭1.5kHz
업 링크 데이터 속도Eu : 100bps
미국 600bps
다운 링크 데이터 속도600bps
효율 (b / s.Hz)0.05
도플러 감도제약 없음
링크 예산156dB

SIGFOX는 M2M 및 IoT 애플리케이션에 대한 증가하는 수요를 충족하기 위해 배포되는 여러 시스템 중 하나입니다. 각기 다른 시스템에는 고유 한 특성이 있으며 시장 규모는 여러 경쟁 시스템을위한 공간이 있음을 의미합니다.

무선 및 유선 연결 항목 :
모바일 통신 기본 사항 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT 무선 전화기 NFC- 근거리 무선 통신 네트워킹 기본 사항 CloudEthernet 직렬 데이터 란 무엇입니까? USBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
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비디오보기: Sigfox Solutions for IoT (일월 2021).